并联机床伺服进给电机参数选择的一种方法

以可实现3平动自由度并联机床为例,提出选择这类机床伺服进给电机参数的方法.该方法根据对刀具的切削负载、快移速度和加速度要求,在建立速度、加速度和逆动力学模型基础上,利用矩阵奇异值理论导出了伺服电机额定转速、惯量和额定转矩的变化范围,并采用均值原理最终确定电机参数,该方法具有一定的通用性.     

高加速度的柔性3-RRR并联机构尺度综合设计

该文以设计高加速度的平面柔性3-RRR机构为目的,研究一种平面3-RRR并联机构的尺度综合设计方法.建立机构的运动学逆解方程、速度和加速度传递方程以及动力学逆解模型.根据机构的特点,给定末端速度和加速度曲线,分析机构输入和输出加速度与设计参数之间的关系,提出兼顾最大加速度和作业空间要求的并联机床尺度综合设计方法,并通过具体的设计计算,证明该方法可行.最终给出一组满足速度、加速度以及工作空间要求的尺寸参数.     

基于加工空间的并联数控机床参数优化

介绍了机床尺度综合的一般方法和尺度综合中参数设计的优化目标·结合机床的特点和机床设计的实际要求提出了一种新的机床尺度综合流程·给出了一种在机床的加工空间已定的前提下,以各驱动支链的长度最小为优化目标并使各铰链位置和虎克铰摆角在合理范围内以及各驱动支链的最大驱动速度和加速度及机构的灵巧性指标综合最小为条件的机床结构参数优化方法·当机床的加工空间为400mm×400mm×400mm的立方体空间,刀具的最大移动速度和加速度分别设定为0 5m/s和10m/s2时,用该方法对一种三杆并联数控机床的结构参数进行了优化设计,得到了3组较佳的参数·     

并联机构动力学建模及伺服系统参数辨识

研究一种三自由度并联机构动力学建模及伺服系统参数辨识方法．首先导出了外移动副驱动，含平行四边形支链结构的位置、速度及加速度逆解模型，并利用虚功原理建立其刚体动力学逆解模型．在此基础上，提出了辨识该并联机构伺服系统参数的一种方法．该方法采用变频三角波输入，克服了伪随机二位式序列信号幅值变化大、易造成对伺服电机冲击和引起其速度环开环等问题，且通过附加惯性负载，可将包括伺服系统转动惯量在内的所有参数辨识出来，为系统动态性能在全工作空间内取优奠定了基础．     

二并联数控螺旋面钻尖刃磨机床的动力学仿真

研制了一种新型二并联数控螺旋面钻头尖刃磨机床.该机床的数学模型简单,计算方便,易于实现实时控制.介绍了该机床的结构形式和特点,并用拉格朗日方法建立了二并联数控螺旋面钻头尖刃磨机床的动力学模型.以此为基础,在Matlab/Simulink环境下实现机构的动力学动态仿真.仿真得出的时间曲线能够直观地反映出二并联数控螺旋面钻头尖刃磨机床在工作状态下直线电机的驱动力以及动平台运动参数的变化情况.仿真结果表明,该并联机构动力学特性良好,具有极大的实用价值.     

6-THS型并联机床结构参数设计理论与方法

并联机床具有模块化程度高、重量轻、速度快和造价低等优点。该文以６－ＴＨＳ型并联机床结构为对象，研究其设计理论与方法。定义了并联机床的初始位形，构造出并联机床处于初始位形时的局部灵活度解析模型，并以此为基础提出了运动学设计的最优构形。基于上述分析结果，提出一种并联机床尺度参数综合方法。该方法兼顾运动终端实现姿态的能力和灵活度两方面的要求，保证了所设计的机床满足制造领域的基本要求。利用该方法进行工程设计计算，结果证明该方法可行。     

基于ADAMS的3-TPS混联机床运动学和动力学仿真

针对3-TPS混联机床的电机参数选择和机构设计问题,在SolidWorks软件中建立混联机床的三维实体模型,然后把该装配体模型导入到ADAMS/View里,形成了具有多体动力学的虚拟样机仿真模型.通过对该机床进行运动学和动力学分析,仿真得出各主动杆件的速度和驱动力曲线.以空间搜索的方法,找出各主动杆件的最大速度和最大驱动力,从而获得了3-TPS混联机床的运动和动力特性,为机床的电机选择和机构以及控制系统的设计提供了重要参考依据.     

二移动自由度并联操作臂的动力学建模

应用Lagrange乘子法研究了一种二移动自由度并联操作臂的动力学问题,该方法可避免关节空间与操作空间的坐标变换,计算效率能够满足实时控制要求。描述了这种具有高刚度、高灵活性和结构模块化强的操作臂结构,求出了它的位置、速度、加速度和Jacobian矩阵的表达式;建立了带有广义坐标变量的系统动力学模型,按照给出的运动轨迹和操作臂质量、加速度等参数进行了动力学仿真,其结果揭示了关节驱动力与上述参数间的内在联系。     

基于Runge-Kutta的NURBS曲线实时前瞻插补算法

针对传统的NURBS曲线加工过程中插补算法插补参数计算精度低、实时性不高以及加速度过大对机床造成的冲击大的问题,提出了基于Runge-Kutta的NURBS曲线实时前瞻插补算法.该算法采用经典Runge-Kutta方法计算插补参数,基于弓高误差和法向加速度约束条件自动调整进给速度,根据进给步长预期值与实际值的偏差进行参数校正.由粗插补得到的离线数据寻找进给速度极值点,并对曲线进行前瞻分段,找到各前瞻插补区间上的首末速度敏感点.根据敏感速度与插补距离之间的关系重新进行加减速控制,避免速度急剧变化,从而满足机床的加减速性能要求.最后,通过Matlab仿真验证了算法的有效性.     

六自由度绳牵引并联机构的轨迹规划

建立所设计的六自由度绳牵引并联机构的运动学逆解模型后，提出1种计算拉力的算法，以动平台末端执行器能实现∞型的轨迹为目标，进行运动规划，研究绳的运动特性。仿真结果表明，绳的速度值和加速度值，始终不大于动平台末端执行器的速度值和加速度值，绳的加速度值和末端执行器的加速度值，同属1个数量级。同时，一些绳的拉力的变化不大(处于“关”的状态)；而另外一些绳的拉力的变化很大(处于“开”的状态)，这些运动轨迹规划的仿真结果，能为以后该机构的运动控制方案的研究以及控制系统的设计，提供依据。文中提出的运动轨迹规划方法，它对一般的六自由度绳牵引并联机构都适用。     

具有轴向动态约束的NURBS路径进给速度规划

在传统速度规划方法中,轴向加速度约束通常是定值约束,不能充分发挥机床轴向加减速性能,影响加工效率.对此提出了一种新的考虑轴向加速度动态约束的进给速度规划算法.首先,对NURBS曲线路径进行弧长自适应二分离散处理,获得弧长参数和采样点.之后,构建切向速度、加速度、加加速度约束和轴向加速度动态约束的优化模型,对采样点的多约...     

提高控制精度的并联机构速度规划算法

利用并联机构的动力学模型，对机构在笛卡儿坐标中基于驱动器空间限制的速度规划算法进行了研究，提出了基于驱动器空间限制的S形速度规划算法．该算法不仅考虑了运动中的速度和加速度，还考虑了加速度的变化即加加速度，从而得到更为精确的速度规划．仿真实验表明，S形速度规划算法在笛卡儿坐标中能够获得具有更好的位置和速度跟踪性能的高速高精度运动．     

实轴空间综合约束下的数控加工速度前瞻策略

为了避免数控高速加工中由高曲率区域引起的机床驱动轴的运动突变、机床振动和工件过切,提出了基于实轴空间综合约束的数控加工速度前瞻控制策略.该方法应用切削运动的S形曲线速度规划方案,对机床实轴运动数据进行速度、加速度、冲击约束检测,整体提前寻优确定S形速度前瞻的过程参数,并提出了速度规划节点分离法对切削路径进行分段独立S形曲线速度的规划.仿真和试验表明,采用该方法进行速度前瞻处理时,可使加工速度平滑连续,不仅消除了各驱动轴运动突变引起的冲击振动,而且有效地解决了五轴数控加工中的速度控制问题,因此降低了曲面轮廓误差,满足了高速高精度的加工要求.     

新型三腿并联机床的速度及加速度分析

东北大学在前期研究的基础上最近又开发了一种新型三腿并联机床 ,该机床可用于立式加工 ,将工作头旋转一定角度后又可实现卧式加工·介绍了该机床的结构型式和特点 ,并对机床的运动学问题进行了研究 ,在分析平行约束机构的基础上 ,推出了相应的位置、速度、加速度等运动学方程 ,并得出了雅可比矩阵的计算公式·理论分析表明 ,该机床的运动方程为显式 ,形式简单 ,计算量小 ,易于进行实时控制·此种机床可望在木制品加工、软金属制品及各种非金属制品加工领域获得较好的应用前景     

基于光栅信号的直线电机加速度估计方法

直线电机进给系统中,外界干扰如推力、负载力和参数波动等严重影响了直线电机进给系统的性能。加速度控制是一种抑制外界干扰力作用的有效手段,其中获得相位滞后小的加速度信号是加速度控制中的关键内容。光栅尺是直线电机进给系统中最常用的位置传感器,研究基于光栅尺离散脉冲位置的加速度估计方法具有广泛意义。提出了一种基于约束最小二乘曲线拟合的加速度估计方法,该方法首先对直线电机初级的历史位置进行最小二乘曲线拟合,同时要求拟合曲线通过最新位置,然后根据拟合的二次曲线求得加速度。将该方法与基于最小二乘曲线拟合法进行对比,理论分析和仿真实验均表明:该方法在估计快速变化的加速度信号时,具有更小的相位滞后。在估计加速度时,该方法相当于一个有限冲激响应(FIR)滤波器,易于在实时控制系统中实现。     

并联机床支链刚度及载荷的确定方法

给出了并联机床各支链等效的非线性刚度及栽荷的确定方法。首先建立了考虑关节接触变形的并联机床数值分析模型，然后将实验获得的并联机床末端变形数据引入分析模型中，得到一组关于并联机床支链等效刚度的非线性方程组，并提出了非线性刚度矩阵的线性化求解方法。求得并联机床的支链刚度及栽荷后，将支链视为串联机构，可以进一步获得支链上各关节的刚度和栽荷，为并联机床整机的静态和动态性能分析奠定基础。实例计算结果表明了该方法的有效性。     

Stewart平台运动学参数的样条计算方法

有关Stewart平台的运动学研究已经建立了计算其运动学参数的模型，但受测量手段的限制，只依靠这些模型还不能完成Stewart平台的运动学参数的工程计算。本文面向工程应用，基于三次样条逼近理论提出了一种计算Stewart平台的运动学参数的数值方法。该方法将工程实际中的离散的Stewart平台的位姿向量拟合为对时间的连续的三次样条函数，并结合Stewart平台的线速度、角速度、线加速度和角加速度计算模型，计算出了这些运动学参数的数值解。本文针对实际的Stewart平台，采用典型的算例，分析了该数值计算方法的计算精度。计算结果表明，该方法具有足够的计算精度和工程应用价值，Stewart平台的结构误差的尺度对该方法的计算精度具有显著的影响。     

RR-P5 R型全球面工作空间解耦并联机构误差分析

针对二自由度球面解耦并联机构工作空间不足的问题,提出一种新型P5 R运动支链,基于该运动支链设计RR-P5R型全球面工作空间解耦并联机构;采用环路增量法对RR-P5R型并联机构进行误差分析,建立位置、速度、加速度误差模型.结果表明,该RR-P5R型并联机构可以实现完整的球面工作空间,所建立的误差模型可以作为机构的参数设...     

直线电机滑台摩擦特性和摩擦模型

为了提高直线电机在高速、高加速工况下的运动精度,需要对直线电机滑台的摩擦特性进行研究。本文通过直线电机实验台研究了加速度和速度对摩擦力的影响。实验结果表明:加速度越大,预滑动阶段结尾处的临界摩擦力也越大;加速度越大,混合润滑区摩擦滞后现象越显著,使得Stribeck曲线出现后移;在高速运动下,黏滞摩擦力并不随速度呈线性变化,黏滞摩擦因子会随着速度增加而逐渐减小。针对这些摩擦特性,提出了考虑加速度影响的Stribeck二元摩擦模型。结合实验数据辨识出了模型参数并通过对比其他工况下的实验数据和模型预测值,验证了Stribeck二元模型的有效性。     

五自由度宏/微双重驱动并联机构及其运动学分析

提出了一种扫描电子显微镜用4-PSPS/PRPUR五自由度宏/微双重驱动并联机构,该机构可以实现三维移动和两维转动。采用螺旋理论分析了该机构的自由度,采用基于螺旋系线性相关性的并联机构输入选取判别方法,选取了驱动副并进行了合理性判别。在此基础上对该双重驱动并联机构进行了位置反解分析,结合其应用给出了数值算例,并进一步对该机构进行了速度、加速度分析,且给出了速度、加速度的数值算例。